Doğada suyun hidrolojik çevriminin önemli bir unsurunu teşkil eden buharlaşma, Uluslararası Hidroloji Sözlüğü’ne (WMO, 2012) göre suyun kaynama noktası altındaki sıcaklıklarda sıvı halden gaz haline geçişi olarak tanımlanmaktadır.
Yeryüzünde su ihtiva eden her yüzey, atmosferdeki su buharının kaynağıdır. Denizler, göller, akarsular, nemli topraklar, karla örtülü veya buzla kaplı yüzeyler, ormanlar, bitki örtüsüne sahip araziler üzerinde devamlı buharlaşma meydana gelmektedir.
Küresel ölçekte buharlaşan su miktarı ile dünya yüzeyine yağış olarak dönen su miktarı yaklaşık olarak eşittir. Bu eşitlikten ötürü atmosferdeki su buharı miktarı zaman içinde sabit kalır. Ancak coğrafik olarak farklılık söz konusudur. Kıtalar üzerinde yağış miktarı buharlaşmayı geçerken, okyanuslar üzerinde buharlaşma yağışı geçer. Buharlaşan bir su molekülü havada yaklaşık 10 gün kalır.
Su yüzeyinden meydana gelen su buharına dönüşme ile meydana gelen kayıplarına buharlaşma (evaporasyon), bitkilerden meydana gelen su kaybına terleme (transpirasyon), bitkilerden ve toprak + su yüzeyinden meydana gelen su kaybına ise evapotranspirasyon adı verilir. Yapılan çalışmalara göre atmosferdeki su buharının yaklaşık %90’ı buharlaşmadan, kalan %10’u ise bitkilerin terlemesinden (transpirasyon) kaynaklanmaktadır (USGS, 2016).
Buharlaşmayı etkileyen faktörler nelerdir?
Su yüzeyi ve ıslak yüzeylerde meydana gelen buharlaşma devamlı bir harekettir. Su yüzeyini terk eden su buharı miktarı, birim saha üzerindeki havanın özelliklerine (meteorolojik şartlar), suyun ve çevrenin özelliklerine göre değişim gösterir. Suda meydana gelen bu değişiklik bir enerji etkisiyle olmaktadır. 1 gram suyun buhar haline gelebilmesi için 539 – 597 kalorilik ısıya ihtiyaç vardır.
Buharlaşma; difüzyon, konveksiyon veya rüzgar tesiriyle meydana gelir. Havanın buhar basıncı, su sıcaklığına paralel olarak doymuş buhar basıncının altına düşünceye kadar difüzyon olayı devam eder. Su havadan daha sıcak olduğu zaman konveksiyon (dikey yönde hareket) hareketi başlar. Bu değerlendirmenin ışığı altında buharlaşmaya etki eden faktörleri aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz.
Meteorolojik faktörler
Güneş radyasyonu, hava buhar basıncı, sıcaklık, basınç ve rüzgar buharlaşmayı etkileyen önemli meteorolojik faktörler arasındadır.
Güneş radyasyonu
Isının başlıca kaynağı güneşten gelen radyasyondur. Azalan veya artan ısı değişimleri, buharlaşma miktarı için önemli bir faktördür. Güneşten gelen enerji miktarı mevsime, günün saatine ve havanın bulutlu veya açık olmasına göre değişir. Radyasyon enerjisi, aynı zamanda enlem, yükseklik ve yöne göre de değişiklik gösterir. Gelen güneş radyasyonun yaklaşık %25’i yüzeyi buharlaşma nedeniyle terk eder (NASA, 2010).
Hava buhar basıncı
Buharlaşma, su yüzeyindeki buhar basıncı ile suyun üstündeki buhar basıncının arasındaki fark ile orantılıdır. Sudaki buhar basıncı ( ew ), havadaki buhar basıncından (ea) büyük olduğu müddetçe buharlaşma devam eder ve ew= ea olunca buharlaşma durur. Buna göre hava buhar basıncı arttıkça buharlaşma miktarı azalır.
Sıcaklık
Doymuş buhar basıncı sıcaklığa bağlı olduğundan buharlaşma oranı, hava ve su sıcaklıklarından büyük miktarda etkilenir. Buharlaşmanın günlük ve yıllık değişmeleri, sıcaklığın günlük ve yıllık değişmelerine çok benzer. Gün esnasında buharlaşma sabah saatlerinde minimum, öğleden sonra 12.00-15.00 saatleri arasında ise maksimum değerine ulaşır. Yine sıcaklıkla ilgili olarak buharlaşma soğuk mevsimde az, sıcak mevsimde fazladır.
Rüzgar
Buharlaşmanın devam etmesi için difüzyon ve konveksiyon ile su buharının su yüzeyinden uzaklaşması gerekir. Bu durum havanın hareketi (rüzgar) ile mümkündür. Rüzgar hızı ne kadar fazla olursa buharlaşma o kadar fazla olur.
Basınç
Hava basıncı arttıkça birim hacimdeki molekül sayısı artar ve sudan havaya sıçrayan moleküllerin hava moleküllerine çarpıp yeniden suya dönmeleri ihtimali yükselmiş olacağından buharlaşma azalır. Ancak bu etki diğerlerinin yanında önemsizdir. Yükseklikle basınç azaldığından, yüksek yerlerde buharlaşma fazlalaşır.
Coğrafik ve topoğrafik faktörler
Buharlaşma olayında buharlaşmanın gerçekleşeceği bölgenin, coğrafik konumu ve güneşe karşı konumu önemli yer tutmaktadır.
Enlem
Özellikle serbest su yüzeylerinden meydana gelen buharlaşma miktarının enlem derecelerine göre değişmekte olduğu tespit edilmiştir. Farklı enlem derecelerine sahip bölgelerde açık su yüzeyinde meydana gelen yıllık ortalama buharlaşma miktarları aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Ortalama buharlaşma değerinin enlemlere göre değişimi
| Enlem Derecesi | Ortalama Buharlaşma (mm/yıl) |
|---|---|
| 0° ‒ 10° (Ekvator Bölgesi) | 1150 |
| 10° ‒ 30° (Alize Bölgesi) | 2250 |
| 30° ‒ 40° arası | 1600 |
| 40° ‒ 50° arası | 1000 |
| 50° ‒ 60° arası | 450 |
Yükseklik
Diğer faktörler değişmediği takdirde yükseklik arttıkça buharlaşma miktarı artar. Çünkü yükseldikçe hava basıncı azalır. Diğer taraftan yükseldikçe havanın sıcaklığı azalacağından buharlaşma miktarı da azalır. Fakat bu azalma hava basıncından ileri gelen çoğalmayı telafi edemediğinden yükseldikçe buharlaşmanın az bir miktar arttığı kabul edilir.
Bakı
Güneye ve Batıya bakan yamaçlardaki sular güneş ışınlarına daha çok maruz olduklarından buharlaşma Kuzey ve Doğuya bakan yamaçlara göre daha fazla olur.
Suyun kalitesi ve bulunduğu ortam
Su kütlesinin büyüklüğü, tuzluluk durumu, bulanıklığı ve hareketliliği buharlaşma miktarı üzerinde etkilidir.
Su kütlesinin büyüklüğü
Derin su kütleleri hava sıcaklığındaki değişimlere geç uyarlar. Bu sebeple derin sularda buharlaşma, sığ su kütlelerine göre yazın daha az, kışın daha çok olur.
Tuz durumu
Tuzlu sular, tatlı sulara göre daha az buharlaşır. Çünkü suda erimiş tuzlar buhar basıncını azaltır.
Kirlenme
Durgun su yüzeyinde biriken yabancı maddeler toz veya yağ tabakaları, buharlaşma oranına olumsuz etki yapar.
Dalgalı ve hareket halindeki su
Akan sulardaki buharlaşmanın durgun sulardaki buharlaşmadan %7 ile %9 oranında yüksek olduğu araştırmalarla bulunmuştur.
Kaynak: Meteoroloji Genel Müdürlüğü